十字交叉立体分光器的光强计算方法技术

本发明专利技术公开了一种十字交叉立体分光器的光强计算方法，其特征是利用公式分别获得底部输出孔的输出光强、左侧输出孔的输出光强、右侧输出孔的输出光强、前侧输出孔的输出光强和后侧输出孔的输出光强。本发明专利技术能实现一路光输入分成十字交叉立体式且各支路光强分布可调的五路光输出，满足多光束光学检测或测量系统对于测量光的需求，从而提高检测或测量系统的精度。

Calculation method of light intensity of crossed solid beam splitter

The invention discloses a light three-dimensional optical splitter with a cross calculation method, which is characterized in that the output light intensity method to get the bottom of the hole are respectively output output intensity and output the output intensity of left and right output hole hole output intensity and the intensity of the output and the output side hole rear output hole. The invention can realize the optical input into cross dimensional and branch intensity distribution adjustable five light output, to meet the demand for measuring optical multi beam optical detection or measurement system, so as to improve the accuracy of detection or measurement system.

【技术实现步骤摘要】
十字交叉立体分光器的光强计算方法本申请是申请日为：2015年7月15日、申请号为：2015104244917、名称为：十字交叉立体分光器及其应用的分案申请。
本专利技术涉及光学检测领域，具体地说是一种十字交叉立体分光器的光强计算方法。
技术介绍
早期，与超声、射线、磁学等检测方法相比，利用光学特性进行光学检测的应用并不广泛，然而，伴随着计算机、图像处理和纤维光学等新技术的发展，光学检测方法的实用性获得了一定的发展。激光技术的发展进一步推动了光学检测方法的发展，并在无损领域中取得了较大的成果。目前基于光学特性的检测方法主要有全息干涉法、散斑干涉法等。1970年Leendertz建立了散斑干涉的基本原理，首次提出散斑相关干涉术(SPC)；1984年，Creath正式提出电子散斑干涉技术并将其作为一种新技术加以推广；散斑干涉法测量面内变形时，需要两束入射光以相等的角度入射到待测物表面，但现有实验装置中，分光光学零件是零散分布，如天津光学仪器厂WSG-1型电子散斑干涉装置，很难保证两束光的入射角度和光强的相等，这样得到的干涉图样效果很差。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所存在的不足，提出一种十字交叉立体分光器的光强计算方法，以期能实现一路光输入分成十字交叉立体式且各支路光强分布可调的五路光输出，满足多光束光学检测或测量系统对于测量光的需求，从而提高检测或测量系统的精度。本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案为：本专利技术一种十字交叉立体分光器的光强计算方法的特点是：所述十字交叉立体分光器由外壳、顶压螺丝组以及设置在所述外壳内的内部光路结构成；所述外壳是由底板、盖板和矩形侧壁构成的腔体，所述盖板表面开设有顶部输入孔，所述底板和侧壁各开设有一个输出端孔，分别为：底部输出孔、左侧输出孔、右侧输出孔、前侧输出孔、后侧输出孔；在侧壁的左侧壁和右侧壁上各开设有四个顶压螺纹孔；所述内部光路结构，是由4个正方体分光棱镜、11个等腰直角反射棱镜、11个等腰直角支撑块以及1个第一四方体棱镜支撑块组成底层和上层的双层结构；所述等腰直角反射棱镜的斜面上镀有反射膜；所述正方体分光棱镜的边长与所述等腰直角反射棱镜的直角边长及其高相等；所述11个等腰直角支撑块的尺寸与所述11个等腰直角反射棱镜的尺寸相同；所述1个四方体棱镜支撑块的尺寸与所述正方体分光棱镜的尺寸相同；所述4个正方体分光棱镜包括：第一正方体分光棱镜、第二正方体分光棱镜、第三正方体分光棱镜和第四正方体分光棱镜；所述11个等腰直角反射棱镜包括：第一等腰直角反射棱镜、第二等腰直角反射棱镜、第三等腰直角反射棱镜、第四等腰直角反射棱镜、第五等腰直角反射棱镜、第六等腰直角反射棱镜、第七等腰直角反射棱镜、第八等腰直角反射棱镜、第九等腰直角反射棱镜、第十等腰直角反射棱镜、第十一等腰直角反射棱镜；所述内部光路结构的底层结构为：所述第二正方体分光棱镜位于所述底部输出孔的正上方；所述第一四方体棱镜支撑块贴合在所述第二正方体分光棱镜的正右方，并正对于所述前侧输出孔；所述第三正方体分光棱镜贴合在所述第二正方体分光棱镜的正后方；在所述第一四方体棱镜支撑块的正后方和第三正方体分光棱镜的正右方之间贴合设置有所述第一等腰直角反射棱镜；且所述第一等腰直角反射棱镜的两个直角面分别贴合在所述第一四方体棱镜支撑块的正后方和第三正方体分光棱镜的正右方上；在所述第三正方体分光棱镜的正后方贴合设置有所述第二等腰直角反射棱镜；且所述第二等腰直角反射棱镜的一个直角面贴合所述第三正方体分光棱镜的正后方，另一个直角面朝向所述矩形侧壁的正右方；在所述第二等腰直角反射棱镜朝向所述矩形侧壁正右方的直角面上贴合设置有所述第三等腰直角反射棱镜，且所述第三等腰直角反射棱镜的一个直角面贴合所述第二等腰直角反射棱镜的直角面，另一个直角面朝向所述矩形侧壁的正后方；在第三正方体分光棱镜的正左方设置有所述第十一等腰直角反射棱镜，且所述第十一等腰直角反射棱镜的一个直角面朝向所述左侧输出孔，另一个直角面朝向正上方；在所述第一等腰直角反射棱镜的正右方设置有所述第六等腰直角反射棱镜，且所述第六等腰直角反射棱镜的直角面朝向所述右侧输出孔，另一个直角面朝向正上方；所述内部光路结构的上层结构为：所述第一正方体分光棱镜贴合在所述第二正方体分光棱镜的正上方，且位于所述顶部输入孔的正下方；在所述第一正方体分光棱镜的正右方贴合设置有所述第四等腰直角反射棱镜，且所述第四等腰直角反射棱镜的一个直角面贴合在所述第一正方体分光棱镜的正右方，另一个直角面朝向所述侧壁的正后方；在所述第四等腰直角反射棱镜朝向所述侧壁正后方的直角面上贴合设置有所述第四正方体分光棱镜；在所述第四正方体分光棱镜正右方贴合设置有所述第五等腰直角反射棱镜，且所述第五等腰直角反射棱镜的两个直角面分别贴合所述第四正方体分光棱镜正右方和所述第六等腰直角反射棱镜朝向正上方的直角面；在所述第四正方体分光棱镜的正后方贴合设置有所述第七等腰直角反射棱镜，且所述第七等腰直角反射棱镜的一个直角面贴合所述第四正方体分光棱镜的正后方，另一个直角面朝向所述矩形侧壁的正左方；在所述第七等腰直角反射棱镜朝向所述矩形侧壁正左方的直角面上贴合设置有所述第八等腰直角反射棱镜，且所述第八等腰直角反射棱镜的一个直角面贴合所述第七等腰直角反射棱镜朝向所述侧壁正左方的直角面，另一个直角面朝向所述矩形侧壁的正前方；在所述第八等腰直角反射棱镜朝向所述侧壁正前方的直角面上贴合设置有所述第九等腰直角反射棱镜；且所述第九等腰直角反射棱镜的一个直角面贴合所述第八等腰直角反射棱镜朝向所述矩形侧壁正前方的直角面，另一个直角面朝向所述矩形侧壁的正左方；在所述第九等腰直角反射棱镜朝向所述侧壁正左方的直角面上贴合设置有所述第十等腰直角反射棱镜，且所述第十等腰直角反射棱镜的两个直角面分别贴合在所述第九等腰直角反射棱镜朝向所述侧壁正左方的直角面和所述第十一等腰直角反射棱镜朝向正上方的直角面；并有：所述第一正方体分光棱镜的分光面与所述第五等腰直角反射棱镜的斜面相平行；所述第二正方体分光棱镜的分光面和所述第一四方体棱镜支撑块的正左方相垂直，且所述第二正方体分光棱镜分光面的法线方向与正后方及正上方成45度夹角；所述第三正方体分光棱镜的分光面和所述第四正方体分光棱镜的分光面分别与所述第四等腰直角反射棱镜的斜面相平行；利用所述11个等腰直角支撑块分别填充所述内部光路结构的外表面，使得所述内部光路结构的底层结构和上层结构分别为对称的8个立方体结构；所述光强计算方法是按如下步骤进行：假设所述第一正方体分光棱镜的透射量和反射量之比为a1:a2；所述第四正方体分光棱镜的透射量和反射量之比为b1:b2；所述第二正方体分光棱镜的透射量和反射量之比为c1:c2；所述第三正方体分光棱镜的透射量和反射量之比为d1:d2；假设所述输入光强为I0；则利用式(1)、式(2)、式(3)、式(4)和式(5)分别获得底部输出孔的输出光强I1、左侧输出孔的输出光强I2、右侧输出孔的输出光强I3、前侧输出孔的输出光强I4和后侧输出孔的输出光强I5：与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、本专利技术分光器能实现一路光输入能够分成十字交叉立体式的五路光输出，其中四路是在同一平面内各方向的输出，保证了光路很好的对称性，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种十字交叉立体分光器的光强计算方法，其特征是：所述十字交叉立体分光器是由外壳、顶压螺丝组以及设置在所述外壳内的内部光路结构成；所述外壳是由底板(V)、盖板(I)和矩形侧壁(III)构成的腔体，所述盖板(I)表面开设有顶部输入孔(A1)，所述底板(V)和侧壁(III)各开设有一个输出端孔，分别为：底部输出孔(A2)、左侧输出孔(B2)、右侧输出孔(B1)、前侧输出孔(C1)、后侧输出孔(C2)；在侧壁的左侧壁和右侧壁上各开设有四个顶压螺纹孔；所述内部光路结构，是由4个正方体分光棱镜、11个等腰直角反射棱镜、11个等腰直角支撑块以及1个第一四方体棱镜支撑块(17)组成底层和上层的双层结构；所述等腰直角反射棱镜的斜面上镀有反射膜；所述正方体分光棱镜的边长与所述等腰直角反射棱镜的直角边长及其高相等；所述11个等腰直角支撑块的尺寸与所述11个等腰直角反射棱镜的尺寸相同；所述1个四方体棱镜支撑块的尺寸与所述正方体分光棱镜的尺寸相同；所述4个正方体分光棱镜包括：第一正方体分光棱镜(2)、第二正方体分光棱镜(12)、第三正方体分光棱镜(13)和第四正方体分光棱镜(4)；所述11个等腰直角反射棱镜包括：第一等腰直角反射棱镜(14)、第二等腰直角反射棱镜(15)、第三等腰直角反射棱镜(16)、第四等腰直角反射棱镜(3)、第五等腰直角反射棱镜(5)、第六等腰直角反射棱镜(6)、第七等腰直角反射棱镜(7)、第八等腰直角反射棱镜(8)、第九等腰直角反射棱镜(9)、第十等腰直角反射棱镜(10)、第十一等腰直角反射棱镜(11)；所述内部光路结构的底层结构为：所述第二正方体分光棱镜(12)位于所述底部输出孔(A2)的正上方；所述第一四方体棱镜支撑块(17)贴合在所述第二正方体分光棱镜(12)的正右方，并正对于所述前侧输出孔(C1)；所述第三正方体分光棱镜(13)贴合在所述第二正方体分光棱镜(12)的正后方；在所述第一四方体棱镜支撑块(17)的正后方和第三正方体分光棱镜(13)的正右方之间贴合设置有所述第一等腰直角反射棱镜(14)；且所述第一等腰直角反射棱镜(14)的两个直角面分别贴合在所述第一四方体棱镜支撑块(17)的正后方和第三正方体分光棱镜(13)的正右方上；在所述第三正方体分光棱镜(13)的正后方贴合设置有所述第二等腰直角反射棱镜(15)；且所述第二等腰直角反射棱镜(15)的一个直角面贴合所述第三正方体分光棱镜(13)的正后方，另一个直角面朝向所述矩形侧壁(III)的正右方；在所述第二等腰直角反射棱镜(15)朝向所述矩形侧壁(III)正右方的直角面上贴合设置有所述第三等腰直角反射棱镜(16)，且所述第三等腰直角反射棱镜(16)的一个直角面贴合所述第二等腰直角反射棱镜(15)的直角面，另一个直角面朝向所述矩形侧壁(III)的正后方；在第三正方体分光棱镜(13)的正左方设置有所述第十一等腰直角反射棱镜(11)，且所述第十一等腰直角反射棱镜(11)的一个直角面朝向所述左侧输出孔(B2)，另一个直角面朝向正上方；在所述第一等腰直角反射棱镜(14)的正右方设置有所述第六等腰直角反射棱镜(6)，且所述第六等腰直角反射棱镜(6)的直角面朝向所述右侧输出孔(B1)，另一个直角面朝向正上方；所述内部光路结构的上层结构为：所述第一正方体分光棱镜(2)贴合在所述第二正方体分光棱镜(12)的正上方，且位于所述顶部输入孔(A1)的正下方；在所述第一正方体分光棱镜(2)的正右方贴合设置有所述第四等腰直角反射棱镜(3)，且所述第四等腰直角反射棱镜(3)的一个直角面贴合在所述第一正方体分光棱镜(2)的正右方，另一个直角面朝向所述侧壁的正后方；在所述第四等腰直角反射棱镜(3)朝向所述侧壁正后方的直角面上贴合设置有所述第四正方体分光棱镜(4)；在所述第四正方体分光棱镜(4)正右方贴合设置有所述第五等腰直角反射棱镜(5)，且所述第五等腰直角反射棱镜(5)的两个直角面分别贴合所述第四正方体分光棱镜(4)正右方和所述第六等腰直角反射棱镜(6)朝向正上方的直角面；在所述第四正方体分光棱镜(4)的正后方贴合设置有所述第七等腰直角反射棱镜(7)，且所述第七等腰直角反射棱镜(7)的一个直角面贴合所述第四正方体分光棱镜(4)的正后方，另一个直角面朝向所述矩形侧壁(III)的正左方；在所述第七等腰直角反射棱镜(7)朝向所述矩形侧壁(III)正左方的直角面上贴合设置有所述第八等腰直角反射棱镜(8)，且所述第八等腰直角反射棱镜(8)的一个直角面贴合所述第七等腰直角反射棱镜(7)朝向所述侧壁正左方的直角面，另一个直角面朝向所述矩形侧壁(III)的正前方；在所述第八等腰直角反射棱镜(8)朝向所述侧壁正前方的直角面上贴合设置有所述第九等腰直角反射棱镜(9)；且所述第九等腰直角反射棱镜(9)的一个直角面贴合所述第八...

【技术特征摘要】
1.一种十字交叉立体分光器的光强计算方法，其特征是：所述十字交叉立体分光器是由外壳、顶压螺丝组以及设置在所述外壳内的内部光路结构成；所述外壳是由底板(V)、盖板(I)和矩形侧壁(III)构成的腔体，所述盖板(I)表面开设有顶部输入孔(A1)，所述底板(V)和侧壁(III)各开设有一个输出端孔，分别为：底部输出孔(A2)、左侧输出孔(B2)、右侧输出孔(B1)、前侧输出孔(C1)、后侧输出孔(C2)；在侧壁的左侧壁和右侧壁上各开设有四个顶压螺纹孔；所述内部光路结构，是由4个正方体分光棱镜、11个等腰直角反射棱镜、11个等腰直角支撑块以及1个第一四方体棱镜支撑块(17)组成底层和上层的双层结构；所述等腰直角反射棱镜的斜面上镀有反射膜；所述正方体分光棱镜的边长与所述等腰直角反射棱镜的直角边长及其高相等；所述11个等腰直角支撑块的尺寸与所述11个等腰直角反射棱镜的尺寸相同；所述1个四方体棱镜支撑块的尺寸与所述正方体分光棱镜的尺寸相同；所述4个正方体分光棱镜包括：第一正方体分光棱镜(2)、第二正方体分光棱镜(12)、第三正方体分光棱镜(13)和第四正方体分光棱镜(4)；所述11个等腰直角反射棱镜包括：第一等腰直角反射棱镜(14)、第二等腰直角反射棱镜(15)、第三等腰直角反射棱镜(16)、第四等腰直角反射棱镜(3)、第五等腰直角反射棱镜(5)、第六等腰直角反射棱镜(6)、第七等腰直角反射棱镜(7)、第八等腰直角反射棱镜(8)、第九等腰直角反射棱镜(9)、第十等腰直角反射棱镜(10)、第十一等腰直角反射棱镜(11)；所述内部光路结构的底层结构为：所述第二正方体分光棱镜(12)位于所述底部输出孔(A2)的正上方；所述第一四方体棱镜支撑块(17)贴合在所述第二正方体分光棱镜(12)的正右方，并正对于所述前侧输出孔(C1)；所述第三正方体分光棱镜(13)贴合在所述第二正方体分光棱镜(12)的正后方；在所述第一四方体棱镜支撑块(17)的正后方和第三正方体分光棱镜(13)的正右方之间贴合设置有所述第一等腰直角反射棱镜(14)；且所述第一等腰直角反射棱镜(14)的两个直角面分别贴合在所述第一四方体棱镜支撑块(17)的正后方和第三正方体分光棱镜(13)的正右方上；在所述第三正方体分光棱镜(13)的正后方贴合设置有所述第二等腰直角反射棱镜(15)；且所述第二等腰直角反射棱镜(15)的一个直角面贴合所述第三正方体分光棱镜(13)的正后方，另一个直角面朝向所述矩形侧壁(III)的正右方；在所述第二等腰直角反射棱镜(15)朝向所述矩形侧壁(III)正右方的直角面上贴合设置有所述第三等腰直角反射棱镜(16)，且所述第三等腰直角反射棱镜(16)的一个直角面贴合所述第二等腰直角反射棱镜(15)的直角面，另一个直角面朝向所述矩形侧壁(III)的正后方；在第三正方体分光棱镜(13)的正左方设置有所述第十一等腰直角反射棱镜(11)，且所述第十一等腰直角反射棱镜(11)的一个直角面朝向所述左侧输出孔(B2)，另一个直角面朝向正上方；在所述第一等腰直角反射棱镜(14)的正右方设置有所述第六等腰直角反射棱镜(6)，且所述第六等腰直角反射棱镜(6)的直角面朝向所述右侧输出孔(B1)，另一个直角面朝向正上方；所述内部光路结构的上层结构为：所述第一正方体分光棱镜(2)贴合在所述第二正方体分光棱镜(12)的正上方，且位于所述顶部输入孔(A1)的正下方；在所述第一正方体分光棱镜(2)的正右方贴合设置有所述第四等腰直角反射棱镜(3)，且所述第四等腰直角反射棱镜(3)的一个直角面贴合在所述第一正方体分光棱镜(2)的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢荣胜，刘旭，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34